Autos - Eletricista de Automoveis - 219

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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
2004
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
Eletricista do Automóvel
SENAI-SP, 2004
Trabalho elaborado e editorado pela Escola SENAI “Conde José Vicente de Azevedo”
Coordenação geral
Coordenação do projeto
Organização de conteúdo
Editoração
Luiz Carlos Emanuelli
José Antonio Messas
Alexandre Santos Muller
Teresa Cristina Maíno de Azevedo
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
INTRODUÇÃO 5
CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE 7
• Matéria 7
• Fundamentos da Eletrostática 11
• Corrente Elétrica 19
• Resistência Elétrica 22
GRANDEZAS ELÉTRICAS 29
• Tensão e Corrente Contínua 29
• Tensão e Corrente Alternada 30
CIRCUITO ELÉTRICO 31
• Materiais Condutores 31
• Materiais Isolantes 33
• Componentes do Circuito Elétrico 34
• Tipos de Circuito Elétrico 44
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO ELÉTRICA 46
• Multímetro 46
• Medição com Multímetro 47
LEI DE OHM 49
• Determinação da Lei de Ohm 49
• Aplicação da Lei de Ohm 52
POTÊNCIA ELÉTRICA EM CORRENTE CONTÍNUA 55
• Trabalho Elétrico 55
• Potência Elétrica 56
• Potência Nominal 62
• Limite de Dissipação de Potência 63
SUMÁRIO
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
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MAGNETISMO E ELETROMAGNETISMO 64
• Magnetismo 64
• Eletromagnetismo 70
RESISTORES, CAPACITORES E SEMICONDUTORES 74
• Resistores 74
• Capacitores 83
• Semicondutores 87
SISTEMA DE CARGA E PARTIDA 95
• Bateria 95
• Alternadores 118
• Motores de Partida 135
LEITURA E INTERPRETAÇÃO DE ESQUEMAS ELÉTRICOS 153
• Componentes do Sistema Elétrico 153
• Circuitos Elétricos Veiculares 154
• Dispositivos de Segurança 177
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 189
ANEXOS 191
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
INTRODUÇÃO
O objetivo do curso “Eletricista de Automóvel” é desenvolver no aluno a capacidade de
conhecer e aplicar o funcionamento dos sistemas eletroeletrônicos veiculares. Para isso,
num primeiro momento, é importante o conhecimento sobre Eletricidade e Eletrônica Básica,
onde o aluno terá a oportunidade de conhecer as grandezas elétricas e efetuar medições
em circuitos elétricos.
Com uma base teórico-prática formada, será possível a abordagem nos sistemas
eletroeletrônicos veiculares, ressaltando que o desenvolvimento dos estudos deve ocorrer
em duas fases: aulas teóricas e práticas.
A divisão do módulo em duas fases é apenas recurso de organização sendo que as aulas
de teoria e de prática devem ocorrer simultaneamente e a carga horária deve variar de
acordo com as necessidades didático-pedagógicas.
As aulas teóricas visam desenvolver nos alunos o domínio de conteúdos básicos e de
tecnologia imediata necessária para a realização dos ensaios. As aulas práticas caracterizam-
se por atividades realizadas direta e exclusivamente pelos alunos.
O texto que se segue irá tratar do conteúdo básico da fase teórica do módulo. Esse conteúdo
compreende os seguintes assuntos:
• Conceitos básicos de eletricidade e eletrônica
• Sistema de carga e partida
• Leitura e interpretação de esquemas elétricos
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE
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MATÉRIA
O estudo da matéria e sua composição é fundamental para a compreensão da teoria
eletrônica. Por isso, neste capítulo estudaremos o arranjo físico das partículas que compõem
o átomo e a maneira como essas partículas se comportam. Isso facilitará muito o estudo
dos fenômenos que produzem a eletricidade.
COMPOSIÇÃO DA MATÉRIA
Matéria é tudo aquilo que nos cerca e que ocupa um lugar no espaço. Ela se apresenta em
porções limitadas que recebem o nome de corpos. Estes podem ser simples ou compostos.
OBSERVAÇÃO
Existem coisas com as quais temos contato na vida diária que não ocupam lugar no espaço,
não sendo, portanto, matéria. Exemplos desses fenômenos são o som, o calor e a eletricidade.
Corpos simples são aqueles formados por um único átomo. São também chamados de
elementos. O ouro, o cobre, o hidrogênio são exemplos de elementos.
Corpos compostos são aqueles formados por uma combinação de dois ou mais elementos.
São exemplos de corpos compostos o cloreto de sódio (ou sal de cozinha) que é formado
pela combinação de cloro e sódio, e a água, formada pela combinação de oxigênio e
hidrogênio.
A matéria e, consequentemente, os corpos compõem-se de moléculas e átomos.
MOLÉCULA
Molécula é a menor partícula em que se pode dividir uma substância de modo que ela
mantenha as mesmas características da substância que a originou.
CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
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Tomemos como exemplo uma gota de água: se ela for dividida continuamente, tornar-se-á
cada vez menor, até chegarmos à menor partícula que conserva as características da água,
ou seja, a molécula de água. Veja, na ilustração a seguir, a representação de uma molécula
de água.
As moléculas se formam porque, na natureza, todos os elementos que compõem a matéria
tendem a procurar um equilíbrio elétrico.
ÁTOMO
Os animais, as plantas, as rochas, as águas dos rios, lagos e oceanos e tudo o que nos
cerca é composto de átomos.
O átomo é a menor partícula em que se pode dividir um elemento e que, ainda assim,
conserva as propriedades físicas e químicas desse elemento.
OBSERVAÇÃO
Os átomos são tão pequenos que, se forem colocados 100 milhões deles um ao lado do
outro, formarão uma reta de apenas 10mm de comprimento.
O átomo é formado de numerosas partículas. Todavia, estudaremos somente aquelas que
mais interessam à teoria eletrônica.
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
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Existem átomos de materiais como o cobre, o alumínio, o neônio, o xenônio, por exemplo,
que já apresentam o equilíbrio elétrico, não precisando juntar-se a outros átomos. Esses
átomos, sozinhos, são considerados moléculas também.
• CONSTITUIÇÃO DO ÁTOMO
O átomo é formado por uma parte central chamada núcleo e uma parte periférica formada
pelos elétrons e denominada eletrosfera.
O núcleo é constituído por dois tipos de partículas: os prótons, com carga positiva, e os
nêutrons, que são eletricamente neutros.
Veja a representação esquemática de um átomo na ilustração a seguir.
Os prótons, juntamente com os nêutrons, são os responsáveis pela parte mais pesada do
átomo.
Os elétrons possuem carga negativa. Como os planetas do sistema solar, eles giram na
eletrosfera ao redor do núcleo, descrevendo trajetórias que se chamam órbitas.
Na eletrosfera os elétrons estão distribuídos em camadas ou níveis energéticos. De acordo
com o número de elétrons, ela pode apresentar de 1 a 7 níveis energéticos, denominados
K, L, M, N, O, P e Q.
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
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Os átomos podem ter uma ou várias órbitas, dependendo do seu número de elétrons. Cada
órbita contém um número específico de elétrons.
A distribuição dos elétrons nas diversas camadas obedece a regras definidas. A regra mais
importante para a área eletroeletrônica refere-se ao nível energético maisdistante do núcleo,
ou seja, a camada externa: o número máximo de elétrons nessa camada é de oito elétrons.
Os elétrons da órbita externa são chamados elétrons livres, pois têm uma certa facilidade
de se desprenderem de seus átomos. Todas as reações químicas e elétricas acontecem
nessa camada externa, chamada de nível ou camada de valência.
A teoria eletrônica estuda o átomo só no aspecto da sua eletrosfera, ou seja, sua região
periférica ou orbital.
ÍONS
No seu estado natural, o átomo possui o número de prótons igual ao número de elétrons.
Nessa condição, dizemos que o átomo está em equilíbrio ou eletricamente neutro.
O átomo está em desequilíbrio quando tem o número de elétrons maior ou menor que o
número de prótons. Esse desequilíbrio é causado sempre por forças externas que podem
ser magnéticas, térmicas ou químicas.
O átomo em desequilíbrio é chamado de íon. O íon pode ser negativo ou positivo.
Os íons negativos são os ânions e os íons positivos são os cátions.
Íons negativos, ou seja, ânions, são átomos que receberam elétrons.
Prótons = +8
Elétrons = -9
Resultado = -1
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
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Íons positivos, ou seja, cátions, são átomos que perderam elétrons.
A transformação de um átomo em íon ocorre devido a forças externas ao próprio átomo.
Uma vez cessada a causa externa que originou o íon, a tendência natural do átomo é atingir
o equilíbrio elétrico. Para atingir esse equilíbrio, ele cede elétrons que estão em excesso ou
recupera os elétrons em falta.
FUNDAMENTOS DA ELETROSTÁTICA
Quando ligamos um aparelho de televisão, rádio ou máquina de calcular, estamos utilizando
eletricidade e, como vimos no capítulo anterior, a eletricidade é uma forma de energia que
está presente em tudo o que existe na natureza.
Para compreender o que são os fenômenos elétricos e suas aplicações, neste capítulo
estudaremos o que é eletricidade estática; o que é tensão, suas unidades de medida e as
fontes geradoras de tensão.
Para estudar este capítulo com mais facilidade, você deve ter bons conhecimentos anteriores
sobre o comportamento do átomo e suas partículas.
TIPOS DE ELETRICIDADE
A eletricidade é uma forma de energia que faz parte da constituição da matéria. Existe,
portanto, em todos os corpos.
O estudo da eletricidade é organizado em dois campos: a eletrostática e a eletrodinâmica.
Prótons = +8
Elétrons = -7
Resultado = +1
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ELETROSTÁTICA
Eletrostática é a parte da eletricidade que estuda a eletricidade estática. Dá-se o nome de
eletricidade estática à eletricidade produzida por cargas elétricas em repouso em um corpo.
Na eletricidade estática, estudamos as propriedades e a ação mútua das cargas elétricas
em repouso nos corpos eletrizados.
Um corpo se eletriza negativamente (-) quando ganha elétrons e positivamente (+) quando
perde elétrons.
Entre corpos eletrizados, ocorre o efeito da atração quando as cargas elétricas têm sinais
contrários. O efeito da repulsão acontece quando as cargas elétricas dos corpos eletrizados
têm sinais iguais.
No estado natural, qualquer porção de matéria é eletricamente neutra. Isso significa que,
se nenhum agente externo atuar sobre uma determinada porção da matéria, o número total
de prótons e elétrons dos seus átomos será igual.
Essa condição de equilíbrio elétrico natural da matéria pode ser desfeita, de forma que um
corpo deixe de ser neutro e fique carregado eletricamente.
O processo pelo qual se faz com que um corpo eletricamente neutro fique carregado é
chamado eletrização.
A maneira mais comum de se provocar eletrização
é por meio de atrito. Quando se usa um pente, por
exemplo, o atrito provoca uma eletrização negativa
do pente, isto é, o pente ganha elétrons.
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
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Ao aproximarmos o pente eletrizado positivamente de pequenos pedaços de papel, estes
são atraídos momentaneamente pelo pente, comprovando a existência da eletrização.
A eletrização pode ainda ser obtida por outros processos como, por exemplo, por contato
ou por indução. Em qualquer processo, contudo, obtém-se corpos carregados eletricamente.
DESCARGAS ELÉTRICAS
Sempre que dois corpos com cargas elétricas contrárias são colocados próximos um do
outro, em condições favoráveis, o excesso de elétrons de um deles é atraído na direção
daquele que está com falta de elétrons, sob a forma de um descarga elétrica. Essa descarga
pode se dar por contato ou por arco.
Quando dois materiais possuem grande diferença de cargas elétricas, uma grande quantidade
de carga elétrica negativa pode passar de um material para outro pelo ar. Essa é a descarga
elétrica por arco. O raio, em uma tempestade, é um bom exemplo de descarga por arco.
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RELAÇÃO ENTRE DESEQUILÍBRIO E POTENCIAL ELÉTRICO
Por meio dos processos de eletrização, é possível fazer com que os corpos fiquem
intensamente ou fracamente eletrizados. Um pente fortemente atritado fica intensamente
eletrizado. Se ele for fracamente atritado, sua eletrização será fraca.
O pente intensamente atritado tem maior capacidade de realizar trabalho, porque é capaz
de atrair maior quantidade de partículas de papel.
Como a maior capacidade de realizar trabalho significa maior potencial, conclui-se que o
pente intensamente eletrizado tem maior potencial elétrico.
O potencial elétrico de um corpo depende diretamente do desequilíbrio elétrico existente
nesse corpo. Assim, um corpo que tenha um desequilíbrio elétrico duas vezes maior que
outro, tem um potencial elétrico duas vezes maior.
CARGA ELÉTRICA
Como certos átomos são forçados a ceder elétrons e outros a receber elétrons, é possível
produzir uma transferência de elétrons de um corpo para outro.
Quando isso ocorre, a distribuição igual das cargas positivas e negativas em cada átomo
deixa de existir. Portanto, um corpo conterá excesso de elétrons e a sua carga terá uma
polaridade negativa (-). O outro corpo, por sua vez, conterá excesso de prótons e a sua
carga terá polaridade positiva (+).
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
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Quando um par de corpos contém a mesma carga, isto é, ambas positivas (+) ou ambas
negativas (-), diz-se que eles apresentam cargas iguais.
Quando um par de corpos contém cargas diferentes, ou seja, um corpo é positivo (+) e o
outro é negativo (-), diz-se que eles apresentam cargas desiguais ou opostas.
A quantidade de carga elétrica que um corpo possui, é determinada pela diferença entre o
número de prótons e o número de elétrons que o corpo contém.
O símbolo que representa a quantidade de carga elétrica de um corpo é Q e sua unidade de
medida é o coulomb (c).
OBSERVAÇÃO
DIFERENÇA DE POTENCIAL
Quando se compara o trabalho realizado por dois corpos eletrizados, automaticamente
está se comparando os seus potenciais elétricos. A diferença entre os trabalhos expressa
diretamente a diferença de potencial elétrico entre esses dois corpos.
A diferença de potencial (abreviada para ddp) existe entre corpos eletrizados com cargas
diferentes ou com o mesmo tipo de carga.
A diferença de potencial elétrico entre dois corpos eletrizados também é denominada de
tensão elétrica, importantíssima nos estudos relacionados à eletricidade e à eletrônica.
OBSERVAÇÃO
No campo da eletrônica e da eletricidade, utiliza-se exclusivamente a palavra tensão para
indicar a ddp ou tensão elétrica.
1 coulomb = 6,25 x 1018 elétrons
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UNIDADE DE MEDIDA DE TENSÃO ELÉTRICA
A tensão(ou ddp) entre dois pontos pode ser medida por meio de instrumentos. A unidade
de medida de tensão é o volt, que é representado pelo símbolo V.
Como qualquer outra unidade de medida, a unidade de medida de tensão (volt) também
tem múltiplos e submúltiplos adequados a cada situação. Veja tabela a seguir:
OBSERVAÇÃO
Em eletricidade empregam-se mais freqüentemente o volt e o quilovolt como unidades de
medida, ao passo que em eletrônica as unidades de medida mais usadas são o volt, o
milivolt e o microvolt.
A conversão de valores é feita de forma semelhante a outras unidades de medida.
Exemplos de conversão:
a) 3,75V = _ _ _ _ _ mV
 3,75V = 3750 mV
b) 0,6V = _ _ _ _ _ mV
 0,6V = 600 mV
DENOMINAÇÃO
Múltiplos
SÍMBOLO VALOR COM RELAÇÃO AO VOLT
Unidade
Submúltiplos
megavolt
quilovolt
volt
milivolt
microvolt
MV
kV
V
mV
µV
106V ou 1000000V
103V ou 1000V
—
10-3V ou 0,001V
10-6V ou 0,000001V
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c) 200 mV = _ _ _ _ _ _V
 200 mV = 0,2V
d) 0,05V = _ _ _ _ _ _ mV
 0,05V = 50 mV
e) 1,5 mV = _ _ _ _ _ _ mV
 1,5 mV = 15000mV
PILHA OU BATERIA ELÉTRICA
A existência de tensão é imprescindível para o funcionamento dos aparelhos elétricos. Para
que eles funcionem, foram desenvolvidos dispositivos capazes de criar um
desequilíbrio elétrico entre dois pontos, dando origem a uma tensão elétrica.
Genericamente esses dispositivos são chamados fontes geradoras de tensão. As pilhas,
baterias ou acumuladores e geradores são exemplos desse tipo de fonte.
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
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As pilhas são fontes geradoras de tensão constituídas por dois tipos de metais mergulhados
em um preparado químico. Esse preparado químico reage com os metais, retirando elétrons
de um e levando para o outro. Um dos metais fica com potencial elétrico positivo e o outro
fica com potencial elétrico negativo. Entre os dois metais existe portanto uma ddp ou uma
tensão elétrica.
A ilustração a seguir representa esquematicamente as polaridades de uma pilha em relação
aos elétrons. Pela própria característica do funcionamento das pilhas, um dos metais torna-
se positivo e o outro negativo. Cada um dos metais é chamado pólo. Portanto, as pilhas
dispõem de um pólo positivo e um pólo negativo. Esses pólos nunca se alteram, o que faz
com que a polaridade da pilha seja invariável.
Daí a tensão fornecida chamar-se tensão contínua ou tensão CC, que é a tensão elétrica
entre dois pontos de polaridades invariáveis.
A tensão fornecida por uma pilha comum não depende de seu tamanho pequeno, médio ou
grande nem de sua utilização nesse ou naquele aparelho. É sempre uma tensão contínua
de aproximadamente 1,5V.
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
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CORRENTE ELÉTRICA
A eletricidade está presente diariamente em nossa vida, seja na forma de um relâmpago
seja no simples ato de ligar uma lâmpada. À nossa volta fluem cargas elétricas que produzem
luz, som, calor... Para entender como são obtidos tais efeitos é preciso, em primeiro lugar,
compreender o movimento das cargas elétricas e suas particularidades.
Este capítulo vai tratar do conceito de fluxo das cargas elétricas. Vai tratar também das
grandezas que medem a corrente. Para desenvolver os conteúdos e atividades aqui
apresentadas você já deverá ter conhecimentos anteriores sobre estrutura da matéria, e
diferença de potencial entre dois pontos.
CORRENTE ELÉTRICA
A corrente elétrica consiste em um movimento orientado de cargas, provocado pelo
desequilíbrio elétrico (ddp) entre dois pontos. A corrente elétrica é a forma pela qual os
corpos eletrizados procuram restabelecer o equilíbrio elétrico.
Para que haja corrente elétrica, é necessário que haja ddp e que o circuito esteja fechado.
Logo, pode-se afirmar que existe tensão sem corrente, mas nunca existirá corrente sem
tensão. Isso acontece porque a tensão orienta as cargas elétricas.
O símbolo para representar a intensidade da corrente elétrica é a letra I.
DESCARGAS ELÉTRICAS
Como já foi estudado, as descargas elétricas são fenômenos comuns na natureza. O
relâmpago, por exemplo, é um exemplo típico de descarga elétrica. O atrito contra o ar faz
com que as nuvens fiquem altamente eletrizadas e adquiram um potencial elevado. Quando
duas nuvens com potencial elétrico
diferente se aproximam, ocorre uma
descarga elétrica, ou seja, um
relâmpago.
O que ocorre não passa de uma
transferência orientada de cargas
elétricas de uma nuvem para outra.
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
Durante a descarga, numerosas cargas elétricas são transferidas, numa única direção,
para diminuir o desequilíbrio elétrico entre dois pontos. Os elétrons em excesso em uma
nuvem deslocam-se para a nuvem que tem poucos elétrons.
Como já foi visto, também, o deslocamento de cargas elétricas entre dois pontos onde
existe ddp é chamado de corrente elétrica. Desse modo, explica-se o relâmpago como uma
corrente elétrica provocada pela tensão elétrica existente entre duas nuvens.
Durante o curto tempo de duração de um relâmpago, grande quantidade de cargas elétricas
flui de uma nuvem para outra. Dependendo da grandeza do desequilíbrio elétrico entre as
duas nuvens, a corrente elétrica, ou seja, a descarga elétrica entre elas pode ter maior ou
menor intensidade.
UNIDADE DE MEDIDA DE CORRENTE
Corrente é uma grandeza elétrica e, como toda a grandeza, pode ter sua intensidade medida
por meio de instrumentos. A unidade de medida da intensidade da corrente elétrica é o
ampère, que é representado pelo símbolo A.
Como qualquer outra unidade de medida, a unidade da corrente elétrica tem múltiplos e
submúltiplos adequados a cada situação. Veja tabela a seguir.
OBSERVAÇÃO
No campo da eletrônica empregam-se mais os termos ampère (A), miliampère (mA) e o
microampère (µA).
Faz-se a conversão de valores de forma semelhante a outras unidades de medida.
DENOMINAÇÃO
Múltiplo
SÍMBOLO VALOR COM RELAÇÃO AO AMPÈRE
Unidade
Submúltiplos
Quiloampère
Ampère
Miliampère
Microampère
Nanoampère
kA
A
mA
µA
nA
103 A ou 1000 A
—
10-3 A ou 0,001A
10-6 A ou 0,000001 A
10-9 A ou 0,000000001 A
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
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Observe a seguir alguns exemplos de conversão.
a) 1,2 A = _________mA
 1,2A = 1200 mA
b) 15 mA = ______________mA
 15 mA = 0,0l5 mA
c) 350 mA = __________A
 350 mA = 0,35A
AMPERÍMETRO
Para medir a intensidade de corrente, usa-se o amperímetro. Além do amperímetro, usam-
se também os instrumentos a seguir:
• miliamperímetro: para correntes da ordem de miliampères;
• microamperímetro: para correntes da ordem de microampères.
CORRENTE CONTÍNUA
A corrente elétrica é o movimento de cargas elétricas. Nos materiais sólidos, as cargas que
se movimentam são os elétrons; nos líquidos e gases o movimento pode ser de elétrons ou
íons positivos.
Quando o movimento de cargas elétricas formadas por íons ou elétrons ocorre sempre em
um sentido, a corrente elétrica é chamada de corrente contínua e é representada pela sigla
CC.
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
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RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Nas lições anteriores, você aprendeu quepara haver tensão, é necessário que haja uma
diferença de potencial entre dois pontos. Aprendeu também, que corrente elétrica é o
movimento orientado de cargas provocado pela ddp. Ela é a forma pela qual os corpos
eletrizados procuram restabelecer o equilíbrio elétrico.
Além da ddp, para que haja corrente elétrica, é preciso que o circuito esteja fechado. Por
isso, você viu que existe tensão sem corrente, mas não é possível haver corrente sem
tensão.
Esta aula vai tratar do conceito de resistência elétrica. Vai tratar também das grandezas da
resistência elétrica e seus efeitos sobre a circulação da corrente.
Para desenvolver os conteúdos e atividades aqui apresentadas você já deverá ter
conhecimentos anteriores sobre estrutura da matéria, tensão e corrente.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Resistência elétrica é a oposição que um material apresenta ao fluxo de corrente elétrica.
Todos os dispositivos elétricos e eletrônicos apresentam certa oposição à passagem da
corrente elétrica.
A resistência dos materiais à passagem da corrente elétrica tem origem na sua estrutura
atômica.
Para que a aplicação de uma ddp a um material origine uma corrente elétrica, é necessário
que a estrutura desse material permita a existência de elétrons livres para movimentação.
Quando os átomos de um material liberam elétrons livres entre si com facilidade, a corrente
elétrica flui facilmente através dele. Nesse caso, a resistência elétrica desses materiais é
pequena.
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
Por outro lado, nos materiais cujos átomos não liberam elétrons livres entre si com facilidade,
a corrente elétrica flui com dificuldade, porque a resistência elétrica desses materiais é
grande.
Portanto, a resistência elétrica de um material depende da facilidade ou da dificuldade com
que esse material libera cargas para a circulação.
O efeito causado pela resistência elétrica tem muitas aplicações práticas em eletricidade e
eletrônica. Ele pode gerar, por exemplo, o aquecimento no chuveiro, no ferro de passar, no
ferro de soldar, no secador de cabelo. Pode gerar também iluminação por meio das lâmpadas
incandescentes.
UNIDADE DE MEDIDA DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA
A unidade de medida da resistência elétrica é o ohm, representado pela letra grega Ω (Lê-
se ômega). A tabela a seguir mostra os múltiplos do ohm, que são os valores usados na
prática.
Para fazer a conversão dos valores, emprega-se o mesmo procedimento usado para outras
unidades de medida.
DENOMINAÇÃO
Múltiplo
SÍMBOLO VALOR COM RELAÇÃO À UNIDADE
Unidade
megohm
quilohm
ohm
MΩ
kΩ
Ω
106 Ω ou 1000000Ω
103 Ω ou 1000Ω
—
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
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Observe a seguir alguns exemplos de conversão.
120 W =___________kW
 120W = 0,12kW
390kW = ______________MW
 390 kW = 0,39 MW
5,6kW = ____________
 5,6 kW = 5600 W
470 W = ____________ MW
 470 W = 0,00047 MW
OBSERVAÇÃO
O instrumento de medição da resistência elétrica é o ohmímetro porém, geralmente, mede-
se a resistência elétrica com o multímetro.
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
SEGUNDA LEI DE OHM
George Simon Ohm foi um cientista que estudou a resistência elétrica do ponto de vista dos
elementos que têm influência sobre ela. Por esse estudo, ele concluiu que a resistência
elétrica de um condutor depende fundamentalmente de quatro fatores a saber:
1. material do qual o condutor é feito;
2. comprimento (L) do condutor;
3. área de sua seção transversal (S);
4. temperatura no condutor.
Para que se pudesse analisar a influência de cada um desses fatores sobre a resistência
elétrica, foram realizadas várias experiências variando-se apenas um dos fatores e mantendo
constantes os três restantes.
Assim, por exemplo, para analisar a influência do comprimento do condutor, manteve-se
constante o tipo de material, sua temperatura e a área da sessão transversal e variou-se
seu comprimento.
Com isso, verificou-se que a resistência elétrica aumentava ou diminuía na mesma
proporção em que aumentava ou diminuía o comprimento do condutor.
Isso significa que: “A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do
condutor”.
Para verificar a influência da seção transversal, foram mantidos constantes o comprimento
do condutor, o tipo de material e sua temperatura, variando-se apenas sua seção transversal.
Desse modo, foi possível verificar que a resistência elétrica diminuía à medida que se
aumentava a seção transversal do condutor. Inversamente, a resistência elétrica
aumentava, quando se diminuía a seção transversal do condutor.
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ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
ESCOLA SENAI “CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO”
Isso levou à conclusão de que: “A resistência elétrica de um condutor é inversamente
proporcional à sua área de seção transversal”.
Mantidas as constantes de comprimento, seção transversal e temperatura, variou-se o tipo
de material:
Utilizando-se materiais diferentes, verificou-se que não havia relação entre eles. Com o
mesmo material, todavia, a resistência elétrica mantinha sempre o mesmo valor.
A partir dessas experiência, estabeleceu-se uma constante de proporcionalidade que foi
denominada de resistividade elétrica.
RESISTIVIDADE ELÉTRICA
Resistividade elétrica é a resistência elétrica específica de um certo condutor com 1 metro
de comprimento, 1mm2
 
de área de seção transversal, medida em temperatura ambiente
constante de 20ºC.
A unidade de medida de resistividade é o Ω mm2/m, representada pela letra grega ρ ρ ρ ρ ρ (lê-se
“rô).
A tabela a seguir apresenta alguns materiais com seu respectivo valor de resistividade.
Alumínio
Cobre
Estanho
Ferro
Níquel
Zinco
Chumbo
Prata
MATERIAL ρρρρρ (ΩΩΩΩΩ mm2/m a 20ºC)
0,0278
0,0173
0,1195
0,1221
0,0780
0,0615
0,21
0,30
27
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Diante desses experimentos, George Simon OHM estabeleceu a sua segunda lei que diz
que:
“A resistência elétrica de um condutor é diretamente proporcional ao produto da resistividade
específica pelo seu comprimento, e inversamente proporcional à sua área de seção
transversal.”
Matematicamente, essa lei é representada pela seguinte equação:
Nela, R é a resistência elétrica expressa em ΩΩΩΩΩ; L é o comprimento do condutor em metros
(m); S é a área de seção transversal do condutor em milímetros quadrados (mm2) e ρρρρρ é a
resistividade elétrica do material em Ω . mm2/m.
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA SOBRE A RESISTÊNCIA
Como já foi visto, a resistência elétrica de um condutor depende do tipo de material de que
ele é constituído e da mobilidade das partículas em seu interior.
Na maior parte dos materiais, o aumento da temperatura significa maior resistência elétrica.
Isso acontece porque com o aumento da temperatura, há um aumento da agitação das
partículas que constituem o material, aumentando as colisões entre as partículas e os elétrons
livres no interior do condutor.
Isso é particularmente verdadeiro no caso dos metais e suas ligas. Neste caso, é necessário
um grande aumento na temperatura para que se possa notar uma pequena variação na
resistência elétrica. É por esse motivo que eles são usados na fabricação de resistores.
Conclui-se, então, que em um condutor, a variação na resistência elétrica relacionada ao
aumento de temperatura depende diretamente da variação de resistividade elétrica própria
do material com o qual o condutor é fabricado.
Assim, uma vez conhecida a resistividade do material do condutor em uma determinadatemperatura, é possível determinar seu novo valor em uma nova temperatura.
Matematicamente faz-se isso por meio da expressão:
ρρρρρf = ρρρρρo.(1 + α . ∆θα . ∆θα . ∆θα . ∆θα . ∆θ)
R =
ρρρρρ . L
S
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Nessa expressão, ρρρρρf é a resistividade do material na temperatura final em Ω . mm2/m; ρo é
a resistividade do material na temperatura inicial (geralmente 20ºC) em Ω . mm2/m; α é o
coeficiente de temperatura do material (dado de tabela) e ∆θ é a variação de temperatura,
ou seja, temperatura final - temperatura inicial, em ºC.
A tabela a seguir mostra os valores de coeficiente de temperatura dos materiais que
correspondem à variação da resistência elétrica que o condutor do referido material com
resistência de 1Ω sofre quando a temperatura varia de 1ºC.
Como exemplo, vamos determinar a resistividade do cobre na temperatura de 50ºC, sabendo-
se que à temperatura de 20ºC, sua resistividade corresponde a 0,0173 Ω.mm2/m.
ρo = 0,0173
α (ºC-1) = 0,0039 . (50 - 20)
ρf = ?
Como ρf = ρo.(1 + α . ∆θ), então:
ρf = 0,0173 . (1 + 0,0039 . (50 - 20))
ρf = 0,0173 . (1 + 0,0039 . 30)
ρf = 0,0173 . (1 + 0,117)
ρf = 0,0173 . 1,117
ρρρρρf = 0,0193 ΩΩΩΩΩ.mm2/m
Cobre
Alumínio
Tungstênio
Ferro
Prata
Platina
Nicromo
Constantan
MATERIAL
COEFICIENTE DE TEMPERATURA
ααααα (ºC-1)
0,0039
0,0032
0,0045
0,005
0,004
0,003
0,0002
0,00001
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CORRENTE ELÉTRICA
É o movimento ordenado de elétrons livres em um condutor devidamente alimentado
TENSÃO ELÉTRICA
É a diferença de força entre dois pontos de um condutor causada pelo excesso ou falta de
elétrons, que por sua vez, dá origem à corrente elétrica.
RESISTÊNCIA
É a dificuldade que certos materiais oferecem à passagem da corrente elétrica.
POTÊNCIA
É o trabalho produzido, ou seja, a tensão elétrica aplicada x corrente elétrica.
TENSÃO E CORRENTE CONTÍNUA
Se a tensão permanecer constante, haverá uma corrente que terá sempre o mesmo sentido
e que é chamada de corrente contínua. Essa tensão que dá origem a uma corrente contínua
é chamada de tensão contínua. Como a corrente contínua é chamada abreviadamente de
CC ou DC, a abreviação usada para indicar a tensão contínua e tensão CC ou DC.
As unidades de medida das grandezas são homenagens prestadas aos seus respectivos descobridores:
Ampère - Andrea Maria Ampère (francês)
Volt - Alexandre Volta (italiano)
Ohm - George S. Ohm (inglês)
Watt - James Watt (inglês)
GRANDEZAS ELÉTRICAS
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As pilhas e as baterias de acumuladores fornecem corrente contínua. Alguns tipos de
geradores elétricos são utilizados para fornecerem tensão contínua. Os terminais de uma
fonte de tensão contínua são marcados com os sinais “+” (positivo) e “-“ (negativo), indicando
o sentido em que a corrente circula no circuito. No
sentido convencional a corrente circula do terminal
“+” para o terminal e no sentido real ou eletrônico
circula do terminal “-“ para o terminal “+”.
TENSÃO E CORRENTE ALTERNADA
Uma fonte de tensão que muda a polaridade em intervalos regulares (ciclo) produz uma corrente
que muda de sentido constantemente e é chamada de corrente alternada (CA ou AC).
A CA apresenta certas características muito úteis. Pode ser facilmente transformada para
valores mais altos ou mais baixos. Essa característica torna possível transmitir economicamente
a CA a longas distâncias. Em conseqüência pode-se construir usinas geradoras de CA em
fontes remotas de potência hidráulica e fornecer essa eletricidade a consumidores distantes.
É possível ainda transformarmos a CA em CC pelo processo de retificação.
CICLO
É a variação da corrente alternada, isto é, primeiro aumenta
de zero até o pico máximo positivo, depois diminui até zero
e em seqüência aumenta até o máximo negativo e volta a
zero.
O número de ciclo que ocorre por segundo é chamado de freqüência. A unidade de medida
de freqüência é o Hertz (Hz). A freqüência usual da rede elétrica residencial (50 a 60Hz)
significa que 50 a 60 ciclos se repetem em 1 segundo.
SIMBOLOGIA
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CIRCUITO ELÉTRICO
Não é nenhuma novidade que a eletricidade é utilizada em diferentes situações. Basta
observarmos, por exemplo, o movimento dos motores, as luzes acesas, o calor do ferro de
passar roupas e inúmeras outras aplicações de energia elétrica, em nosso dia a dia.
Os diversos efeitos provocados pela utilização da energia elétrica, como, a luz, o calor, o
som e o movimento têm um ponto em comum: necessitam de um circuito elétrico. Mas, o
que vem a ser um circuito elétrico?
Circuito elétrico é o caminho fechado por onde circula a corrente elétrica.
Você conhecerá, agora, as características, as funções e os componentes do circuito elétrico
para poder reconhecer um circuito, identificar seus componentes e representá-los com
símbolos. Para isso, você já deverá ter dominado alguns conteúdos referentes à estrutura
da matéria e à corrente elétrica. Sempre que possível, relacione o seu estudo com as
situações práticas do dia a dia para garantir um aprendizado eficiente.
MATERIAIS CONDUTORES
São aqueles que permitem a passagem de corrente elétrica todas as vezes que se aplica
uma diferença de potencial (ddp) entre suas extremidades.
VOCÊ SABIA QUE:
Os condutores são empregados em todos os dispositivos e equipamentos elétricos e
eletrônicos?
32
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Existem materiais sólidos, líquidos e gasosos que são condutores elétricos. Entretanto, nas
áreas da eletricidade e da eletrônica, os materiais sólidos, como o cobre, por exemplo, são
os mais importantes.
Mas, o que faz um material sólido ser condutor de eletricidade?
Para responder a esta pergunta, vamos retomar algumas noções sobre cargas elétricas,
que você já estudou:
• os elétrons livres são cargas elétricas que se movimentam no interior dos materiais sólidos;
• a corrente elétrica é formada pelos elétrons livres que se movimentam ordenadamente.
Pois bem, dependendo da intensidade da atração existente entre o núcleo do átomo e os
elétrons livres, temos um material sólido condutor de eletricidade.
Quanto menor for a atração entre o núcleo do átomo e os elétrons livres, maior será a
capacidade do material em deixar fluir a corrente elétrica.
Os metais são considerados excelentes condutores de corrente elétrica porque os elétrons
da última camada da eletrosfera (elétrons de valência) estão fracamente ligados ao núcleo
do átomo. Por causa disso, desprendem-se com facilidade o que permite o seu movimento
ordenado.
Tomando, como exemplo, a estrutura atômica do cobre, sabe-se que cada átomo tem 29
elétrons, estando apenas um deles na última camada. Esse
elétron desprende-se do núcleo do átomo e se movimenta
livremente no interior do material. A estrutura química do
cobre compõe-se de numerosos núcleos fixos, rodeados
por elétrons livres que se movimentam intensamente de
um núcleo para o outro.
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ELETRICISTA DO AUTOMÓVEL
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VOCÊ SABIA QUE:
A intensa mobilidade ou liberdade de movimentação dos elétrons no interior da estrutura
química do cobre faz dele um material de grande condutividade elétrica. E que os bons
condutores são os materiais com baixa resistência elétrica?
O quadro a seguir indica a resistência elétrica de alguns materiais condutores em ordem
crescente.
Por esse quadro, você pode observar que, depois da prata, o cobre é considerado o melhor
condutor elétrico. Em geral,o cobre é o metal mais usado na fabricação de condutores para
instalações elétricas.
MATERIAIS ISOLANTES
São aqueles que apresentam comportamento totalmente oposto ao dos materiais condutores,
pois apresentam forte oposição à circulação de corrente elétrica no interior de sua estrutura.
A oposição dos materiais isolantes à passagem da corrente elétrica acontece porque os
elétrons livres dos átomos que compõem a sua estrutura química são fortemente ligados a
seus núcleos e dificilmente são liberados para a circulação.
A estrutura atômica dos materiais isolantes compõe-se de átomos com cinco ou mais elétrons
na última camada energética.
34
ELETRICIDADE DO AUTOMÓVEL
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Os exemplos mais conhecidos de materiais isolantes são: a madeira, o plástico, o teflon, o
poliéster, a borracha, o vidro, a cerâmica, a lã e o papel.
VOCÊ SABIA QUE:
Em condições anormais, um material isolante pode tornar-se condutor? Trata-se do fenômeno
conhecido por ruptura dielétrica.
A ruptura dielétrica ocorre quando uma grande quantidade de energia é aplicada a um
material normalmente isolante, fazendo com que os elétrons normalmente presos aos núcleos
dos átomos sejam arrancados das órbitas e, com isso, provoquem a circulação de corrente.
No desligamento de um interruptor elétrico, a formação de faíscas é um exemplo típico de
ruptura dielétrica. A tensão elevada entre os contatos no momento da abertura fornece
grande quantidade de energia, provocando a ruptura dielétrica do ar e gerando a faísca.
COMPONENTES DO CIRCUITO ELÉTRICO
Como já foi dito, o circuito elétrico é o caminho fechado em que circula a corrente elétrica.
Dependendo do efeito desejado, o circuito elétrico faz com que a eletricidade assuma as
mais diversas formas: luz, som, calor e movimento.
O circuito elétrico mais simples que se pode montar é constituído de três componentes:
• fonte geradora;
• carga;
• condutores.
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FONTE GERADORA
Todo circuito elétrico necessita de uma fonte geradora, também chamada de fonte de
alimentação ou simplesmente fonte.
A existência da tensão é condição fundamental para o funcionamento de todos os circuitos
elétricos. As fontes geradoras são os meios pelos quais se pode fornecer a tensão necessária
ao funcionamento desses consumidores.
Essas fontes geram energia elétrica de vários modos:
• Por ação térmica;
• Por ação da luz;
• Por ação mecânica;
• Por ação química;
• Por ação magnética.
• GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR AÇÃO TÉRMICA
Pode-se obter energia elétrica por meio do aquecimento direto da junção de dois metais
diferentes.
Por exemplo, se um fio de cobre e outro de constantan (liga de cobre e níquel) forem unidos
por uma de suas extremidades e se esses fios forem aquecidos nessa junção, aparecerá
uma tensão elétrica nas outras extremidades. Isso acontece porque o aumento de
temperatura acelera a movimentação dos elétrons livres e faz com que eles passem de um
material para outro, causando uma diferença de potencial.
À medida que aumentamos a temperatura da junção, aumenta também o valor da tensão
elétrica na outra extremidade.
Esse tipo de geração de energia elétrica por ação térmica é utilizado num dispositivo chamado
par termoelétrico, usado como elemento sensor nos pirômetros que são aparelhos usados
para medir temperatura dos fornos industriais.
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• GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR AÇÃO DA LUZ
Para gerar energia elétrica por ação da luz, utiliza-se o efeito fotoelétrico. Esse efeito ocorre
quando irradiações luminosas atingem um fotoelemento. Isso faz com que os elétrons livres
da camada semicondutora se desloquem até seu anel metálico.
Dessa forma, o anel se torna negativo e a placa-base, positiva. Enquanto dura a incidência
da luz, uma tensão aparece entre as placas.
O uso mais comum desse tipo de célula fotoelétrica é no armazenamento de energia elétrica
em acumuladores e baterias solares.
• GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR AÇÃO MECÂNICA
Alguns cristais, como o quartzo, a turmalina e os sais de Rochelle, quando submetidos a
ações mecânicas como compressão e torção, desenvolvem uma diferença de potencial.
Se um cristal de um desses materiais for colocado entre duas placas metálicas e sobre elas
for aplicada uma variação de pressão, obteremos uma ddp produzida por essa variação. O
valor da diferença de potencial dependerá da pressão exercida sobre o conjunto.
Os cristais como fonte de energia elétrica são largamente usados em equipamentos de
pequena potência como toca-discos, por exemplo. Outros exemplos são os isqueiros
chamados de “eletrônicos” e os acendedores do tipo Magiclick.
• GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR AÇÃO QUÍMICA
Outro modo de se obter eletricidade é por meio da ação química. Isso acontece da seguinte
forma: dois metais diferentes como cobre e inço são colocados dentro de uma solução
química (ou eletrólito) composta de sal (H
2
O + NaCL) ou ácido sulfúrico (H
2
O + H
2
SO
4
),
constituindo-se de uma célula primária.
37
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A reação química entre o eletrólito e os metais, vai retirando os elétrons do zinco. Estes
passam pelo eletrólito e vão se depositando mo cobre. Dessa forma, obtém-se uma diferença
de potencial, ou tensão, entre os bornes ligados no zinco (negativo) e no cobre (positivo).
A pilha de lanterna funciona segundo o princípio da célula primária que acabamos de
descrever. Ela é constituída basicamente por dois tipos de materiais em contato com um
preparado químico.
• GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR AÇÃO MAGNÉTICA
O método mais comum de produção de energia elétrica em larga escala é por ação magnética.
A eletricidade gerada por ação magnética é produzida quando um condutor é movimentado
dentro do raio de ação de um campo magnético. Isso cria uma ddp que aumenta ou diminui
com o aumento ou a diminuição da velocidade do condutor ou da intensidade do campo
magnético.
A tensão gerada por este método é chamada de tensão alternada, pois suas polaridades
são variáveis, ou seja, se alternam. Os alternadores e dínamos são exemplos de fontes
geradoras que produzem energia elétrica segundo o princípio que acaba de ser descrito.
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CARGA
Também chamada de consumidor ou receptor de energia elétrica, é o componente do
circuito elétrico que transforma a energia elétrica fornecida pela fonte geradora em outro
tipo de energia. Essa energia pode ser mecânica, luminosa, térmica e sonora.
Exemplos de cargas são as lâmpadas que transformam energia elétrica em energia luminosa;
o motor que transforma energia elétrica em energia mecânica; o rádio que transforma energia
elétrica em sonora.
ATENÇÃO!
CONDUTORES
Atuam como elo de ligação entre a fonte geradora e a carga, servindo de meio de transporte
da corrente elétrica. Os condutores mais comuns são: os fios metálicos, os cabos e os
cordões elétricos.
• MEDIDA DOS FIOS
As medidas específicas nos fios referem-se à sua área de condutibilidade. Por isso, ela é
fornecida em mm2.
Por medida de segurança, quando se instala algum acessório, é importante que a escolha
do condutor (fio) seja feita com critério, de acordo com a potência do consumidor, corrente,
tensão, etc.
Para que isso possa ser feito, fornecemos, a seguir, as tabelas de equivalência de condutores
e do cálculo para a determinação dos mesmos.
UM CIRCUITO ELÉTRICO PODE TER UMA OU MAIS CARGAS ASSOCIADAS.
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• TABELADE EQUIVALÊNCIA
CÁLCULO DE CONDUTORES SOB TENSÃO DE 12 VOLTS
EXEMPLO
Encontrar a bitola do condutor que deve ser utilizado para alimentar um consumo de 50
watts em 12 volts e que possua um comprimento de fiação de cinco metros.
Resposta: linha pontilhada; condutor nº 16.
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Uma lâmpada, ligada por condutores a uma bateria, é um exemplo típico de circuito elétrico
simples, formado por três componentes.
Veja como se forma o circuito elétrico indicado na figura anterior:
• a lâmpada traz em seu interior uma resistência, chamada filamento;
• a resistência fica incandescente e gera luz quando percorrida pela corrente elétrica;
• a corrente é formada quando o filamento recebe a tensão por meio dos terminais de
ligação;
• a lâmpada, quando ligada à bateria por meio de condutores, permite a formação de um
circuito elétrico, pois os elétrons, em excesso no pólo negativo da pilha, movimentam-se
pelo condutor e pelo filamento da lâmpada em direção ao pólo positivo da pilha.
A figura a seguir ilustra o movimento dos elétrons livres. Esses elétrons saem do pólo
negativo, passam pela lâmpada e se dirigem ao pólo positivo da pilha.
ATENÇÃO!
ENQUANTO A PILHA FOR CAPAZ DE MANTER O EXCESSO DE ELÉTRONS NO PÓLO NEGATIVO E
A FALTA DE ELÉTRONS NO PÓLO POSITIVO, A LÂMPADA PERMANECERÁ ACESA,
POIS CONTINUARÁ A EXISTIR PASSAGEM DE CORRENTE ELÉTRICA NO CIRCUITO.
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Além da fonte geradora, do consumidor e condutor, o circuito elétrico possui um componente
adicional chamado de interruptor ou chave. A função desse componente é comandar o
funcionamento dos circuitos elétricos.
Quando aberto ou desligado, o interruptor provoca uma abertura em um
dos condutores. Assim, o circuito elétrico não corresponde a um caminho
fechado, porque um dos pólos da pilha (positivo) está desconectado do circuito e não há
circulação da corrente elétrica.
Quando o interruptor está ligado, seus contatos estão fechados, tornando-se um condutor
de corrente contínua. Nessas condições, o circuito constitui novamente um caminho fechado
por onde circula a corrente elétrica.
Em alguns circuitos de corrente elétrica elevada, devemos utilizar um interruptor magnético
denominado relé universal, é um eletroimã que é usado como dispositivo de ligação em
circuito elétrico.
• APLICAÇÃO
Relés em circuitos elétricos agem como fator de economia, funcionalidade e segurança,
evitando queda de tensão, o que garante um bom funcionamento dos componentes elétricos.
Um relé simples possui normalmente quatro pontos de ligação, sendo dois para a corrente
de comando (linhas 85 e 86) e dois para a corrente de trabalho (linhas 30 e 87).
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• RELÉ – ESQUEMA ELÉTRICO
Num relé de comando eletrônico, a alimentação (corrente) é feita pela linha 15 (via chave de
contato) e a massa é direta através da linha 31.
O impulso ou sinal para que o relé seja ativado vem do interruptor para o comando eletrônico
temporizado que determina o período em que o mesmo deve permanecer ligado, alimentando
o consumidor.
Relés de comando eletrônico são usados no circuito dos indicadores de direção e advertência,
temporizador do limpador de pára-brisa, plena potência para veículos com climatizador e
transmissão automática, etc.
• FUSÍVEIS
É importante observar que os fusíveis são elementos de fusão encapsulados em material
isolante, portanto, mais fracos (de seção reduzida), que são propositadamente intercalados
no circuito, para interrompê-lo sob condições anormais.
Considerando-se que todo circuito elétrico, com sua fiação, elementos de proteção e de
manobras foi dimensionado para uma determinada corrente nominal, dada pela carga que
se pretende ligar, é imediata a conclusão de que os fusíveis dimensionados para o circuito
não devem ser nunca substituídos por outros de maior corrente nominal.
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• CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS FUSÍVEIS
CORRENTE NOMINAL
É a corrente máxima que o fusível suporta continuamente sem provocar a sua destruição.
CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO
É a corrente máxima que pode circular no circuito e que deve ser interrompida
instantaneamente.
• SUBSTITUIÇÃO DOS FUSÍVEIS
Quando danificados, os fusíveis devem ser substituídos, em virtude de não haver
recondicionamento adequado do elo de fusão.
SIMBOLOGIA
Por facilitar a elaboração de esquemas ou diagramas elétricos, existe uma simbologia para
representar graficamente cada componente num circuito elétrico.A tabela a seguir mostra
alguns símbolos utilizados nos esquemas ou diagramas elétricos e seus respectivos
componentes.
Condutor
DESIGNAÇÃO FIGURA SÍMBOLO
Cruzamento sem conexão
Cruzamento com conexão
Fonte, gerador ou bateria
Lâmpada
Interruptor
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O esquema a seguir representa um circuito elétrico formado por lâmpada, condutores,
interruptor e pilha. Nesse esquema, a corrente elétrica é representada por uma seta
acompanhada pela letra I.
TIPOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS
Os tipos de circuitos elétricos são determinados pela maneira como seus componentes são
ligados. Assim, existem três tipos de circuitos: série; paralelo e misto.
CIRCUITO SÉRIE
Todos os componentes (cargas) são ligados um após o outro, existindo um único caminho
para a corrente elétrica, a qual sai do pólo positivo da fonte, passa pelo primeiro componente
(R
1
); passa pelo seguinte (R
2
) e, assim por diante, até chegar ao pólo negativo da fonte.
Veja representação esquemática do circuito série no diagrama a seguir.
ATENÇÃO!
O VALOR DA CORRENTE ELÉTRICA É SEMPRE O MESMO EM QUALQUER PONTO DO CIRCUITO SÉRIE,
POIS A CORRENTE TEM APENAS UM ÚNICO CAMINHO PARA PERCORRER.
45
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O circuito série também é chamado de dependente porque se houver falha ou se qualquer
um dos componentes for retirado do circuito, a circulação da corrente cessa.
CIRCUITO PARALELO
Os componentes estão ligados em paralelo entre si, conforme indica o circuito a seguir.
No circuito paralelo, a corrente é diferente em cada ponto do circuito. Depende da resistência
de cada componente à passagem da corrente elétrica e da tensão aplicada sobre ele. Todos
os componentes ligados em paralelo recebem a mesma tensão.
CIRCUITO MISTO
Os componentes estão ligados em série e em paralelo, conforme o esquema a seguir.
No circuito misto, o componente R
1
 ligado em série, ao ser atravessado por uma corrente,
causa uma queda de tensão porque é uma resistência. Assim, os resistores R
2
 e R
3
que
estão ligados em paralelo, receberão a tensão da rede menos a queda de tensão provocada
por R
1
.
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MULTÍMETRO
Denominado também como Multiteste ou Meter. Em eletrônica é muito comum a medição
de grandezas elétricas diferentes em diversos pontos dentro de um circuito. Assim, há a
necessidade de um instrumento versátil capaz de realizar tais medições.
O multímetro é um instrumento de medição eletrônica, por contato elétrico, com escalas de
medição analógica ou digital. É um instrumento capaz de fazer a medição das principais
grandezas, como tensão, corrente e resistência.
Os multímetros podem ser classificados quanto à complexidade do seu circuito interno em:
• Multímetro VOM (simples)
• Multímetro eletrônico
MULTÍMETRO VOM
O multímetro VOM é constituído de pouca complexidade, basicamente um galvanômetro e
divisoresde tensão e corrente.
O galvanômetro é um dispositivo eletromecânico de medida, com indicação analógica. A
sensibilidade do galvanômetro é a principal responsável pela precisão do VOM.
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÕES ELÉTRICAS
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MULTÍMETRO ELETRÔNICO
O multímetro eletrônico é constituído de circuito mais complexo, proporcionando maior
precisão de medida, com indicação analógica ou digital.
MEDIÇÃO COM MULTÍMETRO
Em eletroeletrônica são feitas calibrações e manutenções de circuitos, nas quais a correta
utilização do multímetro é fundamental para a precisão de medidas e para a conservação
do instrumento. Medição com o multímetro é o processo para obter medidas das principais
grandezas elétricas, como tensão, corrente e resistência.
MEDIÇÃO DE TENSÃO
1. Ajustar o multímetro para medir tensão em CC ou CA ( V V ).
2. Selecionar a faixa de tensão adequada, através do seletor de alcances, de forma que a
tensão a ser medida nunca seja maior que a tensão de fundo de escala ou final de
escala. Se o valor da tensão a ser medida for totalmente desconhecido, ajustar o seletor
de alcance para medição de máxima tensão.
3. Conectar as pontas de prova com o circuito ou componente, no qual será medida a
tensão, respeitando as polaridades (+ e -) no caso de CC.
4. Ler, no mostrador, o valor da medida e, se necessário, selecionar outro alcance da
escala para maior precisão.
= ∼
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MEDIÇÃO DE CORRENTE
1. Ajustar o multímetro para medir CC ou CA ( A A ).
2. Selecionar a faixa de corrente adequada, através do seletor de alcances, de forma que
a corrente a ser medida nunca seja maior que a corrente de fundo de escala. Se a
intensidade da corrente a ser medida for totalmente desconhecida, ajustar o seletor de
alcance para medição de máxima corrente, utilizando uma ligação SCHUNT.
3. Conectar as pontas de prova em série com o circuito ou componente, no qual será
medida a corrente, respeitando as polaridades (+ e -) no caso de CC.
4. Ler, no mostrador, o valor da medida e, se necessário, selecionar outro alcance da
escala para maior precisão.
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA
1. Desenergizar o circuito ou componente em teste.
2. Ajustar o multímetro para medição de resistência.
3. Selecionar a faixa de resistência adequada, através do seletor de alcances.
4. Curto-circuitar as pontas de prova e verificar no mostrador se a leitura é de 00.
Caso contrário, fazer o ajuste de OQ se houver um controle para este fim.
5. Conectar as pontas de prova em paralelo com o circuito ou componente.
6. Ler, no mostrador, o valor da medida e, se necessário, selecionar outro alcance da
escala para maior precisão.
= ∼
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LEI DE OHM
Muitos cientistas têm se dedicado ao estudo da eletricidade, como Georg Simon Ohm. Ao
estudar corrente elétrica, o pesquisador definiu a relação existente entre corrente, tensão e
resistência elétricas em um circuito e formulou a sua Lei de Ohm.
Hoje, os conhecimentos sobre eletricidade foram muito ampliados. Contudo, a Lei de Ohm,
formulada em 1827, continua sendo uma lei básica da eletricidade e da eletrônica. Por isso,
é importante conhecê-la para compreensão dos circuitos eletroeletrônicos.
A partir deste momento, você vai conhecer a Lei de Ohm e a forma como a corrente elétrica
é medida. Desse modo, você será capaz de determinar matematicamente e medir os valores
das grandezas elétricas em um circuito.
Para entender melhor os conteúdos, aqui, apresentados, você já deve conhecer tensão
elétrica, corrente e resistência elétrica e seus respectivos instrumentos de medição.
DETERMINAÇÃO DA LEI DE OHM
A Lei de Ohm estabelece uma relação entre as grandezas elétricas: tensão (V), corrente
(II) e resistência ( R ) em um circuito.
A Lei de Ohm é verificada a partir de medições de tensão, corrente e resistência realizadas
em circuitos elétricos simples, compostos por uma fonte geradora e um resistor.
Montando-se um circuito elétrico com uma fonte geradora de 9V e um resistor de 100Ω, o
multímetro, ajustado na escala de miliamperímetro, deverá apresentar uma corrente
circulante de 90mA.
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Formulando a questão, temos:
V = 9V
R = 100Ω
I = 90mA
Se o resistor de 100Ω for substituído por outro de 200Ω, a resistência do circuito torna-se
maior. Com isso, o circuito impõe uma oposição mais intensa à passagem da corrente e
faz com que a corrente circulante seja menor.
Formulando a questão, temos:
V = 9V
R = 200Ω
I = 45mA
À medida que aumenta o valor do resistor, também aumenta a oposição à passagem da
corrente que decresce na mesma proporção.
Formulando a questão, temos:
V = 9V
R = 400Ω
I = 22,5mA
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Colocando em tabela os valores obtidos nas diversas situações, obtemos:
Analisando-se a tabela de valores, verificamos que:
• o valor da tensão aplicada ao circuito é sempre o mesmo; portanto, as variações da
corrente são provocadas pela mudança de resistência do circuito. Ou seja, quando a
resistência do circuito aumenta, a corrente no circuito diminui;
• dividindo-se o valor de tensão aplicada pelo valor da resistência do circuito, obtemos o
valor da intensidade de corrente:
A partir dessas observações, podemos concluir que:
O valor de corrente que circula em um circuito é encontrado dividindo-se o valor de tensão
aplicada pela sua resistência. Transformando esta afirmação em equação matemática, temos
a Lei de Ohm:
Com base nessa equação, temos o enunciado da Lei de Ohm:
A intensidade da corrente elétrica em um circuito é diretamente proporcional
à tensão aplicada e inversamente proporcional à sua resistência.
9V ÷
9V ÷
9V ÷
TENSÃO APLICADA RESISTÊNCIA CORRENTE
100Ω
200Ω
400Ω
= 90mA
= 45mA
= 22,5mA
I =
V
R
1
2
3
SITUAÇÃO TENSÃO (V) RESISTÊNCIA CORRENTE ( I )
9V
9V
9V
100Ω
200Ω
400Ω
90mA
45mA
22,5mA
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APLICAÇÃO DA LEI DE OHM
Utilizamos a Lei de Ohm para determinar os valores de tensão (V), corrente (I) ou resistência
(R) em um circuito. Para obter em um circuito o valor desconhecido, basta conhecermos
dois dos valores da equação da Lei de Ohm: V e I, I e R ou V e R.
Para determinar um valor desconhecido, a partir da fórmula básica, usamos as operações
matemáticas e isolamos o termo procurado.
A fórmula básica decorrente da Lei de Ohm é:
As fórmulas derivadas da fórmula básica são as seguintes:
V = R . I
Para que as equações decorrentes da Lei de Ohm sejam utilizadas, os valores das grandezas
elétricas devem ser expressos nas unidades fundamentais:
• volt (V) ⇒ tensão
• ampère (A) ⇒ corrente
• ohm (W) ⇒ resistência
ATENÇÃO!
I =
V
R
R =
V
I
SE OS VALORES DE UM CIRCUITO ESTÃO INDICADOS EM MÚLTIPLOS OU SUBMÚLTIPLOS DAS UNIDADES,
ESSES VALORES DEVEM SER CONVERTIDOS PARA AS UNIDADES FUNDAMENTAIS
ANTES DE SEREM USADOS NAS EQUAÇÕES.
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Veja a seguir alguns exemplos de aplicação da Lei de Ohm.
EXEMPLO 1
Vamos supor que uma lâmpada utiliza uma alimentação de 6V e tem 120W de resistência.
Qual o valor da corrente que circula pela lâmpada quando ligada?
Formulando a questão, temos:
V = 6V
R = 120Ω
I = ?
Como os valores de V e R já estão nas unidades fundamentais volt e ohm, basta aplicarmos
os valores na equação:
O resultado é dado tambémna unidade fundamental de intensidade de corrente. Portanto,
circulam 0,05A ou 50mA, quando a lâmpada é ligada.
EXEMPLO 2
Vamos supor também que o motor de um carrinho de autorama atinge a rotação máxima ao
receber 9V da fonte de alimentação. Nessa situação, a corrente do motor é de 230mA. Qual
é a resistência do motor?
Formulando a questão, temos:
V = 9V
I = 230mA (ou 0,23A)
R = ?
I =
V
R
=
6
120
= 0,05A
R =
V
I
=
9
0,23
= 39,1ΩΩΩΩΩ
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EXEMPLO 3
Vamos supor ainda que um resistor de 22kΩ foi conectado a uma fonte cuja tensão de
saída é desconhecida. Um miliamperímetro colocado em série no circuito indicou uma
corrente de 0,75mA. Qual a tensão na saída da fonte?
Formulando a questão, temos:
I = 0,75mA ( ou 0,00075A)
R = 22Ω ( ou 22000Ω)
R = ?
V = R . I
V = 22000 . 0,00075 = 16,5V
V = 16,5V
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Certos conceitos da física já fazem parte do nosso dia-a-dia. Quando escolhemos, por
exemplo, uma lâmpada de menor potência para gastar menos energia elétrica, estamos
utilizando um conceito de física chamado potência.
O conceito de potência está diretamente ligado à idéia de:
• força;
• produção de som;
• calor;
• luz;
• gasto de energia.
Vamos tratar agora de potência elétrica em CC. Ao estudá-la, você terá oportunidade de
aprender como se determina a potência dissipada, isto é, potência consumida por uma
carga ligada a uma fonte de energia elétrica.
TRABALHO ELÉTRICO
Ao passar por uma carga instalada em um circuito, a corrente elétrica produz, entre outros
efeitos, calor, luz e movimento. Esses efeitos são denominados de trabalho.
O trabalho de transformação de energia elétrica em outra forma de energia é realizado pelo
consumidor ou pela carga. Ao transformar a energia elétrica, o consumidor realiza um
trabalho elétrico.
O tipo de trabalho depende da natureza do consumidor de energia. O aquecedor, por exemplo,
produz calor; a lâmpada, luz e o ventilador, movimento.
POTÊNCIA ELÉTRICA EM CORRENTE CONTÍNUA
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A capacidade de cada consumidor produzir trabalho, em determinado tempo, a partir da
energia elétrica é chamada de potência elétrica (P), representada pela fórmula:
Onde P é a potência; τ τ τ τ τ (lê-se “tal”) é o trabalho e t é o tempo.
ATENÇÃO!
EFEITOS DO TRABALHO ELÉTRICO
Os circuitos elétricos são montados visando ao aproveitamento da energia elétrica. Nesses
circuitos, a energia elétrica é convertida em calor, luz e movimento. Isso significa que o
trabalho elétrico pode gerar os seguintes efeitos:
• calorífico - nos fogões, chuveiros, aquecedores, a energia elétrica se converte em calor.
• luminoso - nas lâmpadas, a energia elétrica se converte em luz e uma parcela em calor.
• mecânico - os motores convertem energia elétrica em força motriz, ou seja, em movimento.
As empresas fornecedoras de energia elétrica cobram o trabalho elétrico que nos fornecem
em um determinado período. Esse trabalho corresponde ao nosso consumo de energia
elétrica nas lâmpadas, nos aparelhos elétricos e eletrônicos.
POTÊNCIA ELÉTRICA
Analisando um tipo de carga como as lâmpadas, por exemplo, vemos que nem todas
produzem a mesma quantidade de luz. Umas produzem grandes quantidades de luz e
outras, pequenas quantidades.
P =
τττττ
t
PARA DIMENSIONAR CORRETAMENTE CADA COMPONENTE DO CIRCUITO ELÉTRICO
É PRECISO CONHECER A SUA POTÊNCIA.
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Da mesma forma, existem aquecedores que fervem um litro de água em 10min e outros em
apenas cinco minutos. Tanto um quanto outro aquecedor realizam o mesmo trabalho elétrico:
aquecer um litro de água à temperatura de 100ºC. A única diferença entre esses aquecedores
é que um deles é mais rápido, isto é realiza o trabalho em menor tempo.
Assim, potência elétrica é a capacidade de realizar um trabalho numa unidade de tempo,
a partir da energia elétrica.
Tomando por base a potência projetada ou especificação do fabricante para um aparelho
ou equipamento eletroeletrônico, é possível relacionar trabalho elétrico realizado e tempo
necessário para sua realização.
Podemos afirmar que são de potências diferentes:
• aquecedores que levam tempos diferentes para ferver a mesma quantidade de água;
• motores de elevadores (grande potência) e motores de gravadores (pequena potência).
UNIDADE DE MEDIDA
A potência elétrica é uma grandeza e, como tal, pode ser medida. A unidade de medida da
potência elétrica é o watt, simbolizado pela letra W.
Um watt (1W) corresponde à potência desenvolvida no tempo de um segundo em uma
carga, alimentada por uma tensão de 1V, na qual circula uma corrente de 1A.
Veja na tabela a seguir os múltiplos e submúltiplos do watt mais utilizados.
Múltiplo
Unidade
DENOMINAÇÃO VALOR EM RELAÇÃO AO WATT
Submúltiplos
Quilowatt
Watt
Miliwatt
Microwatt
KW
W
MW
µW
103 W ou 1000W
1W
10-3 W ou 0,001W
10-6 W ou 0,000001W
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Na conversão de valores, usamos o mesmo procedimento utilizado em outras unidades.
Observe a seguir alguns exemplos de conversão:
a) 1,3W = __________ MW
 1,3W = 130MW
b) 350W = ___________ KW
 350W = 0,35KW
c) 640mW = ___________ W
 640mW = 0,640W
d) 2,1KW = ____________ W
 2,1KW = 2100W
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DETERMINAÇÃO DA POTÊNCIA EM CC
A potência elétrica de um consumidor depende da tensão aplicada e da corrente que circula
nos seus terminais. Matematicamente, essa relação é representada pela fórmula:
P = V . I
Onde:
P = potência dissipada expressa em watts (W)
V = tensão entre os terminais do consumidor expressa em volts (V)
I = corrente circulante no consumidor expressa em ampéres (A)
EXEMPLO 1
Uma lâmpada de lanterna de 6V solicita uma corrente de 0,5A das pilhas. Qual a potência
da lâmpada?
Formulando a questão, temos:
V = 6V ⇒ tensão nos terminais da lâmpada
I = 0,5A ⇒ corrente através da lâmpada
P = ?
Como P = V . I ⇒ P = 6 . 0,5 = 3W
Portanto, P = 3W
A partir dessa fórmula inicial, obtemos facilmente as equações de corrente para o cálculo
de qualquer das três grandezas da equação. Desse modo temos:
• cálculo da potência quando temos os valores da tensão e da corrente:
P = V . I
• cálculo da corrente quando temos os valores da potência e da tensão:
• cálculo da tensão quando temos os valores da potência e da corrente:
I =
P
V
V =
P
I
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Muitas vezes, é preciso calcular a potência de um componente e não temos os valores da
tensão e da corrente. Quando não temos o valor da tensão (V), não podemos calcular a
potência pela equação P = V . I. Esta dificuldade pode ser solucionada com auxílio da Lei de
Ohm.
Para facilitar a análise, denominamos:
• a fórmula da primeira Lei de Ohm (V = R . I) de equação I
• a fórmula da potência (P = V . I) de equação II
Substituindo V da equação II pela definição de V da equação I. Veja como:
V = R . I ⇒ equação I
P = V . I ⇒ equação II
Assim sendo, podemos dizer que
P = R . I . I ou P = R . I2
Esta equação pode ser usada para determinar a potência de um componente. É conhecida
como equação da potência por Efeito Joule.
ATENÇÃO!
Podemos realizar o mesmo tipo de dedução para obtermos uma equação que nos permita
determinar a potênciaa partir da tensão e da resistência.
Assim, pela Lei de Ohm, temos:
 ⇒ equação I
P = V . I ⇒ equação II
⇒
EFEITO JOULE É O EFEITO TÉRMICO PRODUZIDO PELA PASSAGEM DE CORRENTE ELÉTRICA
ATRAVÉS DE UMA RESISTÊNCIA.
I =
V
R
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Fazendo a substituição, obtemos:
A mesma equação também pode ser escrita da seguinte maneira:
A partir das equações básicas, é possível obter outras equações por meio de operações
matemáticas.
Veja a seguir exemplos de utilização das equações para determinar a potência.
EXEMPLO 1
Um aquecedor elétrico tem uma resistência de 8Ω e solicita uma corrente de 10A. Qual é a
sua potência?
Formulando a questão, temos:
I = 10A
R = 8Ω
P = ?
Aplicando a fórmula P = I2 . R, temos:
P = 102 . 8
P = 800W
P = V . P
I
P =
V2
R
FÓRMULAS BÁSICAS FÓRMULAS DERIVADAS
R =
P
I2
I =
P
R√
P = R . I2
P =
V2
R R =
V2
P
V = √ P . R
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EXEMPLO 2
Um isqueiro de automóvel funciona com 12V fornecidos pela bateria. Sabendo que a
resistência do isqueiro é de 3Ω, calcular a potência dissipada.
Formulando a questão:
V = 12V
R = 3Ω
P = ?
Aplicando a fórmula, temos:
POTÊNCIA NOMINAL
Certos aparelhos como chuveiros, lâmpadas e motores têm uma característica particular:
seu funcionamento obedece a uma tensão previamente estabelecida. Assim, existem
chuveiros para 110V ou 220V; lâmpadas para 6V, 12V, 110V, 220V e outras
tensões; motores, para 110V, 220V, 380V, 760V e outras.
A tensão para a qual esses consumidores são fabricados é chamada
de tensão nominal de funcionamento. Por isso, os consumidores
com essas características devem sempre ser ligados na tensão correta
(nominal), geralmente especificada no seu corpo.
Quando os aparelhos são ligados corretamente, a quantidade produzida de calor, luz ou
movimento é exatamente aquela para a qual foram projetados. Um exemplo é o da lâmpada
de 110 V/60 W que, ligada corretamente (em 110 V), produz 60 W entre luz e calor. Nesse
caso, a lâmpada está dissipando a sua potência nominal.
Portanto:
Potência nominal é a potência para qual um consumidor foi projetado.
Sempre que uma lâmpada, aquecedor ou motor trabalha dissipando sua potência nominal,
sua condição de funcionamento é considerada ideal.
P =
V2
R
P =
122
3
P = 48ΩΩΩΩΩ⇒⇒
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LIMITE DE DISSIPAÇÃO DE POTÊNCIA
Há um grande número de componentes eletrônicos que se caracteriza por não ter a tensão
de funcionamento especificada. Estes componentes podem funcionar com os mais diversos
valores de tensão. É o caso dos resistores que não trazem nenhuma referência quanto à
tensão nominal de funcionamento.
Entretanto, podemos calcular qualquer potência dissipada por um resistor ligado a uma
fonte geradora. Vamos tomar como exemplo o circuito apresentado na figura a seguir e
calcular o valor da potência dissipada.
A potência dissipada é:
P = 1 W
Como o resistor não produz luz ou movimento, esta potência é dissipada em forma do calor
que aquece o componente. Por isso, é necessário verificar se a quantidade de calor produzida
pelo resistor não é excessiva a ponto de danificá-lo.
Assim, podemos estabelecer a seguinte relação:
maior potência dissipada ⇒ maior aquecimento
menor potência dissipada ⇒ menor aquecimento
ATENÇÃO!
P =
V2
R
=
102
100
=
100
100
= 1
SE A DISSIPAÇÃO DE POTÊNCIA FOR LIMITADA, A PRODUÇÃO DE CALOR TAMBÉM SERÁ LIMITADA.
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MAGNETISMO
O magnetismo impressionou o homem desde a antigüidade, quando foi percebido pela
primeira vez. Segundo os pesquisadores, os habitantes de uma colônia grega, chamada
Magnésia, observaram que algumas pedras, como a magnetita, conseguiam atrair pedaços
de ferro que, por sua vez, atraíam outros materiais ferrosos.
Muitos cientistas dedicaram anos ao estudo desse fenômeno, denominado de magnetismo
até que pudessem conhecê-lo melhor e aplicá-lo mais proveitosamente, como é o caso da
eletricidade e da eletrônica.
Por essa razão, você vai estudar agora o magnetismo natural. Ao estudá-lo, você obterá um
conjunto de informações sobre a origem e as características do magnetismo e dos ímãs,
que são conhecimentos indispensáveis para o entendimento do eletromagnetismo, que
será tratado mais à frente.
ÍMÃS
Para entender o que é um ímã, vejamos inicialmente o que é magnetismo, isto é, a
propriedade de certos materiais em exercer uma atração sobre materiais ferrosos.
As propriedades dos corpos magnéticos são muito utilizadas em
eletricidade, em motores e geradores e, em eletrônica, nos
instrumentos de medição e na transmissão de sinais.
Alguns materiais encontrados na natureza apresentam propriedades magnéticas naturais.
Por essa razão, são denominados de ímãs naturais. A magnetita, por exemplo, é um exemplo
de ímã natural.
Podemos também obter ímãs artificiais, que são compostos por barras de materiais ferrosos
que o homem magnetiza por meio de processos artificiais.
MAGNETISMO E ELETROMAGNETISMO
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Os ímãs artificiais são muito empregados, pois podem ser fabricados com diversos formatos,
de forma a atender às várias necessidades, por exemplo, nos pequenos motores de corrente
contínua que movimentam os carrinhos elétricos de brinquedos, tipo “autorama”.
Em geral, as propriedades magnéticas dos ímãs artificiais são mais intensas que as dos
ímãs naturais.
PÓLOS MAGNÉTICOS
Externamente, as forças de atração magnética de um ímã se manifestam com maior
intensidade em suas extremidades, denominadas pólos magnéticos.
Todo ímã apresenta dois pólos magnéticos com propriedades específicas. São eles: o pólo
norte e o pólo sul.
Considerando que as forças magnéticas dos ímãs são mais concentradas nos pólos, a
intensidade dessas propriedades decresce para o centro do ímã.
Na região central do ímã, estabelece-se uma linha onde as forças de atração magnética do
pólo sul e do pólo norte são iguais e se anulam.
A linha denominada linha neutra corresponde à linha divisória entre os pólos do ímã.
ORIGEM DO MAGNETISMO
O magnetismo origina-se na organização atômica dos materiais. Cada molécula de um
material é um pequeno ímã natural, denominado ímã molecular ou domínio.
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Durante a formação de um material, as moléculas se orientam em sentidos diversos, os
efeitos magnéticos dos ímãs moleculares se anulam, resultando em um material sem
magnetismo natural.
Já, durante a formação do material, se as moléculas tiverem assumido uma orientação
única ou predominante, os efeitos magnéticos de cada ímã molecular se somam, dando
origem a um ímã com propriedades magnéticas naturais.
ATENÇÃO!
INSEPARABILIDADE DOS PÓLOS
Os ímãs têm uma propriedade característica: por mais que se divida um ímã em partes
menores, as partes sempre terão um pólo norte e um pólo sul.
Esta propriedade é denominada de inseparabilidade dos pólos.
NA FABRICAÇÃO DE ÍMÃS ARTIFICIAIS, AS MOLÉCULAS DESORDENADAS DE UM MATERIAL SOFREM
UM PROCESSO DE ORIENTAÇÃO A PARTIR DE FORÇAS EXTERNAS.
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INTERAÇÃO ENTRE ÍMÃS
Quando os pólos magnéticos de dois ímãs estão próximos, as forças magnéticas dos dois
ímãs reagem entre si de forma singular: dois pólos magnéticos diferentes aproximados um
do outro, isto é, norte de um com o sul de outro, haverá uma atração